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  傳統(tǒng)的水性環(huán)氧樹(shù)脂及其復(fù)合材料因其附著力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于軌道交通、海洋工業(yè)、航天航空等領(lǐng)域。然而，水性環(huán)氧在服役過(guò)程中也呈現(xiàn)了系列缺陷，如其固化后存在的微裂紋、微孔和鼓泡等缺陷，一方面成為外界腐蝕介質(zhì)滲透擴(kuò)散的路徑，另一方面降低了涂層的塑性變形阻力，極大地退化了涂層的防腐蝕、力學(xué)和摩擦學(xué)性能。

  針對(duì)這一情況，西南交通大學(xué)材料服役行為科研研究團(tuán)隊(duì)朱旻昊教授、樊小強(qiáng)教授等提出填料“無(wú)界面”強(qiáng)化這一創(chuàng)新概念。前期工作（Applied Surface Science 2021，563,150221）表明，通過(guò)皂化反應(yīng)一步合成且具有自分散穩(wěn)定性復(fù)合鋰基增稠劑(CLT)纖維與環(huán)氧樹(shù)脂基材展現(xiàn)了優(yōu)異的兼容性及固化后難以探測(cè)到增強(qiáng)相填料與基材的界面，且皂纖維填料在修補(bǔ)樹(shù)脂固化缺陷的基礎(chǔ)上極大程度提高了水性環(huán)氧涂層的腐蝕介質(zhì)阻隔性能和調(diào)控了涂層的力學(xué)性能，呈現(xiàn)了典型的“無(wú)界面”強(qiáng)化效果。

  近日，西南交通大學(xué)材料服役行為研究團(tuán)隊(duì)又通過(guò)加成聚合反應(yīng)合成了有機(jī)皂纖維—聚脲納米纖維，纖維的直徑進(jìn)一步縮小到50 nm，同樣利用“無(wú)界面”強(qiáng)化作用機(jī)理，具有優(yōu)異自分散穩(wěn)定性的聚脲納米纖維（PU）在水性環(huán)氧涂層中形成空間阻隔網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也極大程度的減少了涂層中微缺陷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，界面適配性極佳的聚脲納米纖維（PU）與環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)提升了涂層阻隔性能，同時(shí)改善了涂層的力學(xué)性能和儲(chǔ)能模量，賦予水性環(huán)氧涂層極佳的防腐耐磨性能。該文章近日以題為“Polyurea as a reinforcing filler for the anti-corrosion and wear-resistant application of epoxy resin”發(fā)表在知名期刊Progress in Organic Coatings上。論文的第一作者為西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究生黃宇，通訊作者為樊小強(qiáng)教授。 

圖1. (a) 聚脲納米纖維的合成和(b)環(huán)氧復(fù)合涂層的制備流程圖.

圖2. 聚脲納米纖維掃描電子顯微鏡形貌.

圖3. 不同聚脲納米纖維含量的涂層截面圖(a) 0 wt.%, (b) 0.25 wt.%, (c) 0.5 wt.% (d) 1 wt.%.

圖4. 不同聚脲納米纖維含量的樹(shù)脂涂層耐鹽霧環(huán)境評(píng)價(jià).

圖5. 構(gòu)筑的聚脲纖維強(qiáng)化復(fù)合涂層防腐蝕和調(diào)控力學(xué)性能的機(jī)制。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2022.107049

團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：

  西南交通大學(xué)材料服役行為科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)家級(jí)人才、學(xué)校首席教授朱旻昊教授帶領(lǐng)下，圍繞高鐵、核電、航空、能源等高端制造領(lǐng)域的關(guān)鍵零部件的磨損、疲勞和腐蝕等服役行為，開(kāi)展材料損傷機(jī)理、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、表面工程設(shè)計(jì)、防護(hù)材料研發(fā)、失效分析與狀態(tài)監(jiān)測(cè)、服役安全評(píng)價(jià)的研究、及相關(guān)計(jì)量檢測(cè)裝備研發(fā)制造，致力于成為裝備全生命周期技術(shù)服務(wù)方案提供者，其中在微動(dòng)磨損與微動(dòng)疲勞等領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

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  https://faculty.swjtu.edu.cn/zhuminhao/zh_CN/index.htm

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